技术资讯 | IPC器件间距设置指南-凡亿课堂

本文要点

IPC 器件间距指南旨在确保器件和电路的间距足够大，以尽量减少物理重叠和电气干扰。
钻孔的间距很重要，因为钻孔的功能会受到器件间距以及 PCB 本身所用材料的影响。
IPC 器件间距指南会影响电路设计，因为其中规定了许多关于导体的具体要求。

IPC 是一个国际电子组织，定义了制造 PCB 的标准。这些标准非常详尽，有数千页之多，其中制定的最佳实践有助于确保所有类型的 PCB 都具有可靠的性能。许多类型的 IPC 标准被分割成较小的子标准，其中就包括 IPC 器件间距指南。

定义 IPC 器件间距指南的主要子标准是 IPC-2221A，该标准于 2003 年最后更新。目前的器件间距指南标准距今已经有近 18 年的历史，如此漫长的时间跨度证明了它的实用性。

遵循正确的 IPC 间距指南的 PCB 照片。

IPC 器件间距指南的用途是什么？

IPC 器件间距指南的存在有两个原因：防止可能导致物理损坏的器件重叠及防止可能导致性能问题的电气干扰。在这两个原因中，物理重叠是一个比较容易纠正的问题。CAD 软件可以捕捉到大多数重叠的情况，而且许多设计师的知识足够丰富，能够在没有计算机技术的帮助下判断能否将器件摆放到某个空间内。

IPC 器件间距指南是对这些潜在的物理问题的第三次检查。只要设计师遵循间距指南，器件就不会出现物理重叠，除非存在需要额外工程设计和开发的特殊情况。

器件间距指南还可以管理负空间——即没有器件存在的地方。PCB 上的负空间与存在器件的区域一样重要，在防止电气干扰方面，负空间尤其重要。如果导电走线或电路靠得太近，当电子在电路之间跳跃时，它们之间可能会形成无意的连接。这些意外的连接会降低流经 PCB 某些区域的信号强度，并可能增加流经其他区域的电源。电源减少可能导致短路或故障，而电源激增可能导致物理损坏或过载。

钻孔与 IPC 器件间距指南有什么关系？

遵循了 IPC 器件间距准则的带有集成电路的 PCB 电路板。

钻孔是 PCB 中重要的负空间区域，钻孔的存在也会影响物理器件的方向和布局。当 PCB 上覆盖有半导体涂层时，钻孔的内表面往往与电路板的其他部分一起被覆盖上涂层。设计师必须意识到，钻孔内的涂层可能会对 PCB 的功能或 PCB 与其他器件的契合程度产生重大影响。

IPC 器件间距指南考虑到了这一点，并给出了钻孔宽度与电路板厚度的推荐比率。比率较小会使钻孔更容易清洁，简化制造过程，并有利于钻孔内部的涂层覆盖均匀。无论比率如何，钻孔都应该有严格的公差规定，以确保尺寸一致和良好的契合度。

IPC 器件间距指南还规定，PCB 外层的钻孔应比内层的钻孔略大。这一点很有必要，因为成品钻孔需要经过平滑和加工处理，以防止在后续的制造步骤中出现问题。内外钻孔的尺寸必须在规定的 IPC 公差范围内，精确到毫米以下。钻孔还必须与导电走线或其他物理器件保持特定的距离，而且这个距离在 PCB 的外部和内部各层是不同的。

与许多其他类型的器件不同，钻孔必须考虑到 PCB 各层之间的差异。PCB 的层数也会影响钻孔的制造和坚固性。如果电路板太薄，钻孔可能构成一个有破损风险的薄弱点；如果电路板太厚，可能很难在要求的公差范围内钻出一个齐整的钻孔。

IPC 器件间距指南如何影响电路设计？

IPC 器件间距指南可帮助设计师在创建电路时尽量减少干扰，同时还能尽可能地利用空间。标准中没有定义电路的最小或最大尺寸，因此该指南适用于任何尺寸的 PCB。相反，该指南建议设计师根据电路和走线应承载的电流大小以及耐热性来决定其适当尺寸。

与钻孔一样，PCB 外部和内部各层的规格也不尽相同。仅分布在 PCB 外层的电路可能比与内层相交的电路尺寸要大。设计师可以使用该标准中定义的常数，计算出电路应该相隔多远，而不考虑 PCB 的尺寸。

遵循 IPC 间距准则的复杂 PCB。

PCB 电路板的许多尺寸都是标准化的，小至几毫米，大至三分之一米。在任何 PCB 中，导体引线应尽可能地短。引线理论上可以从任何角度和任何方向摆放在 PCB 上，但不寻常的角度会增加对这些引线进行计算建模的难度。IPC 建议，引线摆放应相互平行、相互垂直，或相互成 45 度角。一块 PCB 上有不同方向的引线是很常见的，但引线不应该重叠。重叠的引线将违反器件间距准则，并可能造成大量干扰。

IPC 器件间距指南是稳健的设计流程的重要组成部分，有助于打造可靠、高效的 PCB。使用强大的 PCB 设计软件，可以轻松检测器件间距。inspectAR 软件利用增强现实技术（AR）以交互性的方式评估并改进 PCB 设计过程，轻松准确地实现 PCB 检查、调试、返工和组装。